Mở đầu lễ hội là lễ tế Thành Hoàng ở đình, sau đó là lễ rước kiệu từ đình vào đền. Trong tiếng trống, tiếng nhạc, bát âm, tám cô gái mặc đồng phục nhẹ nhàng, uyển chuyển khiêng cỗ kiệu bát cống sơn sơn thiếp vàng theo nhịp trống. Đi đầu đám rước là những lá cờ thần. Sau kiệu là những vị chức sắc, các bô lão mặc áo thụng xanh, áo dài, khăn xếp cùng muôn dân.
Đúng 8 giờ sáng, đám rước vào đến sân đền. Trong không khí trang trọng, mang mầu sắc tưởng niệm từ âm thanh của phường bát âm đến hương thơm lan tỏa từ lư hương trầm.
Lãnh đạo các tỉnh, thành trong cả nước và lãnh đạo ba tỉnh Phú Thọ - Yên Bái - Lào Cai, lãnh đạo huyện Hạ Hòa... làm lễ dâng hương thành kính với lễ vật gồm 100 cầu bánh ngọt, 100 phẩm oản, hoa quả là lễ vật của 100 người con dâng lên mẹ Âu Cơ.
Tiếp đó là phần tế nữ do 12 cô gái thanh tân có nhan sắc và học vấn trong trang phục áo dài với các mầu vàng, hồng, xanh, tím rực rỡ, đầu đội khăn kim tuyến, chân đi hài thêu, thắt lưng lụa thực hiện...
Sau phần lễ, là phần hội với các hoạt động văn hoá, nghệ thuật như hội cồng chiêng, hát chèo, diễu hành, chợ quê... cùng các trò chơi dân gian như đu tiên, cờ người, chọi gà, tổ tôm điếm có thưởng...
Sau ngày lễ chính vào mùng bảy tháng Giêng, nhân dân địa phương và khách thập phương từ mọi miền đất nước vẫn tiếp tục hành hương về lễ tổ Mẫu đến hết tháng Giêng, tháng Hai và rải rác trong cả năm.
